一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成的制作方法

1.本实用新型属于车用扭力梁悬架领域，尤其是一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成。


背景技术：

2.汽车电动化的趋势在最近几年愈来愈快，电动车对于续航里程的需求极度强烈。电动车包含能量密度大，重量极重的电池包，因此车辆悬架需要足够的刚度和强度来承担电池包的重量，进一步的需要悬架减重让电动车的电池更大，车辆跑的更远。
3.扭力梁后悬架总成是乘用车上常见的后悬挂类型，它通过中间的扭力横梁把左右车轮连成一体，平衡车轮的上下跳动，减小车轮的晃动。这种悬架结构相对独立悬架而言比较简单，价格便宜，承载能力强，占用空间小，适用于小型车。
4.如图1所示，在现有的轿车扭力梁后悬架总成方案中，扭力梁总成结构包括：扭力梁1、左纵臂总成2、左压簧支架3、右纵臂总成4、右压簧支架5，扭力梁的左端部与左纵臂总成、左压簧支架连接为一体，扭力梁的右端部与右纵臂总成、右压簧支架连接为一体；所述左纵臂总成和右纵臂总成的结构相同，其结构为：包括纵臂体，纵臂体201上连接有轮毂板202、减震器支架203和套管204，轮毂板用于安装轮毂轴承，减震器支架用于安装减震器6，套管用于安装铰接件7，铰接件为缓冲衬套；所述左压簧支架和右压簧支架3的结构相同，用于安装压簧8。传统结构分件均为冲压得到，最终结构由冲压件拼焊而成。
5.扭力梁作为市场上a级轿车中最主要的悬架类型，多年来各大主机厂已经对扭力梁的结构和工艺做了许多优化。电动轿车厂家普遍是在燃油车扭力梁悬架基础上，对横梁做出局部加强来适应电动车的承载要求。根据市场调研和驾驶员反馈得知，目前电动轿车扭力梁总成主要存在有以下的几个问题：1.电动车扭力梁重量大。目前电动车扭力梁悬架普遍是主机厂基于同类型的燃油车扭力梁，局部加强得到，为了承载额外增加的电池包，扭力梁需要对横梁和纵臂加厚，更换更高强度钢材，增加加强件。这导致电动车悬架普遍重量大于40kg，相比燃油车扭力梁悬架的30kg，增重三分之一。电动车为了跑的更远，需要增加更多电池，也对车辆悬架要求更高，这形成了死循环。2.电动车扭力梁工艺复杂，工序多。目前扭力梁悬架分件主要是冲压钢板，通过拼焊得到整体扭力梁。由于分件多，尺寸大，扭力梁是通过一条条的焊缝形成了整体结构，这使得焊接成了扭力梁制造过程中最关键的工序。拼焊多个零件，这对于每个零件的外形轮廓要求很高，对于外形复杂的零件而言，更需要较高的精度才能保证轮廓尺寸。同时拼焊需要很高的焊缝质量来满足整体的性能要求。焊缝的起始焊接点，局部温度，搭接间隙，都会对焊接的质量产生很大影响。3.电动车扭力梁刚度强度不足，易断裂。电动车扭力梁是在传统燃油车扭力梁基础结构上局部加强得到，通常采用打补丁，在薄弱处增加焊接补丁解决。而电动车的沉重电池包，更容易在车辆行驶震动时压垮扭力梁。部分电动车经常出现的“断轴”事故，就是悬架强度不足造成的，通俗来说，这些车的悬架不能支撑过重的电池包，通常的打补丁式加强横梁不能有效加强整体结构。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，目的是为了解决现有产品中扭力梁存在重量大、强度低以及产品生产工序复杂的问题。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：包括扭力横梁、左合金臂和右合金臂，扭力横梁是由碳纤维制成的变截面横梁，扭力横梁的两端部分别与左合金臂和右合金臂叠合后采用紧固件固定为一体；所述左合金臂和右合金臂均用于将铰接件、轮毂轴承、减震器和压簧集成为一体。
8.对上述技术方案进一步地限定，所述扭力横梁采用从两端向中部逐渐截面变小的变截面结构，扭力横梁底面上沿长度方向设有贯通槽。
9.对上述技术方案进一步地改进，所述扭力横梁的侧面上沿长度方向分布有多个减重孔。
10.对上述技术方案进一步地改进，所述扭力横梁的顶面上设有凸起的加强筋，加强筋呈对称状设置。
11.对上述技术方案进一步地限定，所述左合金臂和右合金臂的结构相同，由铝合金制成；所述左合金臂包括主臂体，主臂体一端上设有铰接件安装孔，主主臂体的中部向外延伸有连接臂，主臂体的另一端上设有轮毂安装部、减震器安装部和压簧安装部。
12.对上述技术方案进一步地改进，所述左合金臂中，主臂体的侧面上分布有减重槽。
13.对上述技术方案进一步地改进，所述左合金臂中，连接臂底面上设有槽腔。
14.对上述技术方案进一步地限定，所述左合金臂中，连接臂与扭力横梁的端部叠合后采用紧固螺栓固定为一体。
15.对上述技术方案进一步地限定，所述左合金臂中，压簧安装部上设有压簧限位凸台。
16.有益效果：1.降低重量：本实用新型电动轿车扭力梁悬架总成，有效降低了悬架重量，根据不同结构，普遍减重效果在40%左右；悬架降低重量，有利于电动车搭载更大的电池包，实现更长的续航里程；2.总成刚度强度大：本实用新型中，左右合金臂为铝合金材质，其刚度强度性能优于同等条件下的钢制产品；可变截面碳纤维横梁，大大提升了结构的性能，相比传统的冲焊合件扭力梁悬架，整体刚度提升30%，提升了扭力梁的性能；3.装配简单，使用寿命长：整体式铸造臂，省去了复杂的分件冲压焊接，集成臂与扭力横梁的装配结构，取消了焊缝连接，避免了焊缝失效造成的断裂，结构的使用寿命增加；集成臂与扭力横梁采用叠合方式连接，有利于提高连接处的强度。
附图说明
17.图1是背景技术中现有产品结构图。
18.图2是本实用新型结构图。
19.图3是2中扭力横梁结构图。
20.图4是图3中扭力横梁端部截面图。
21.图5是图3中扭力横梁中部截面图。
22.图6是图2中左合金臂结构图。
具体实施方式
23.如图2所示，一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，包括扭力横梁10、左合金臂11和右合金臂12，扭力横梁是由碳纤维制成的变截面横梁，扭力横梁的两端部分别与左合金臂和右合金臂叠合后采用紧固件13固定为一体；所述左合金臂和右合金臂均用于将铰接件、轮毂轴承、减震器和压簧集成为一体。
24.如图3所示，所述扭力横梁10采用从两端向中部逐渐截面变小的变截面结构，扭力横梁底面上沿长度方向设有贯通槽101；即扭力横梁的端部为c形截面（如图4所示），中部为半圆形截面（如图5所示），整体均匀过渡；槽钢状的扭力横梁+变截面结构有利于进一步地减重，并保证了强度；
25.如图3所示，所述扭力横梁10的侧面上沿长度方向分布有多个减重孔102，这样是为了再进一步地减重；
26.如图3所示，所述扭力横梁10的顶面上设有凸起的加强筋103，加强筋呈对称状设置，这样是为了进一步地提高强度，用以提升横梁的抗弯和抗扭性能；
27.如图2和图3所示，所述左合金臂11和右合金臂12的结构相同，由铝合金制成，有利于轻量化；所述左合金臂包括主臂体111，主臂体一端上铸有铰接件安装孔112，铰接件安装孔用于安装铰接件，铰接件为铰接销轴并采用压装方式装配，主臂体的中部向外延伸有连接臂113，主臂体的另一端上铸有轮毂安装部114、减震器安装部115和压簧安装部116，轮毂安装部用于安装轮毂轴承，减震器安装部用于安装减震器，压簧安装部用于安装压簧；集成式结构简化生产工艺，有利于降低成本，有利于提高产品质量；
28.如图3所示，所述左合金臂11中，主臂体的侧面上分布有减重槽117，这样有利于轻量化；
29.如图3所示，所述左合金臂11中，连接臂底面上设有槽腔118，这样进一步地有利于轻量化；
30.如图2和图3所示，所述左合金臂11中，连接臂与扭力横梁的端部叠合后采用紧固螺栓固定为一体；便于生产制造，降低了生产成本，提高了生产效率，有利于后期维护；
31.如图3所示，所述左合金臂11中，压簧安装部上设有压簧限位凸台119，这样便于安装压簧。
32.扭力梁悬架是车身的重要组成部分，扭力梁通过一根横梁将左右车轮连接，避免车轮过大摆动。同时，压簧和减震器的使用，使得车身重量均匀加载在悬架上。压簧为悬架提供了一定的支撑能力，减震器则避免车轮上下弹跳过大。
33.现有电动车扭力梁悬架要额外承担电池包的巨大重量，造成扭力横梁在工作中承受较大的扭转载荷，这就需要对横梁打补丁，增加加强件，或者增加焊缝，或者是改变横截面形状，以增强截面刚度，这使得横梁重量较重。因此我们使用新材料碳纤维来减重，碳纤维密度仅有钢的5分之一，强度一般是钢材的8-10倍，用来制造横梁可以大大提升强度；为了提升刚度，使用了变截面横梁，两侧为扁平的c形截面，中间为较高的半圆截面，且有过渡的凸起加筋特征，这使得原本的梁截面抗弯抗扭刚度得以提升。
34.现有产品是冲压板材的拼焊结构，需要大量的焊缝连接；本实用新型中的左右合金臂采用一体式铸造结构，可以省去焊接工序，同时铝合金结构可以使结构明显减重。
35.所述压簧和减震器则采用了传统的连接方式进行安装。

技术特征：
1.一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：包括扭力横梁、左合金臂和右合金臂，扭力横梁是由碳纤维制成的变截面横梁，扭力横梁的两端部分别与左合金臂和右合金臂叠合后采用紧固件固定为一体；所述左合金臂和右合金臂均用于将铰接件、轮毂轴承、减震器和压簧集成为一体。2.根据权利要求1所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述扭力横梁采用从两端向中部逐渐截面变小的变截面结构，扭力横梁底面上沿长度方向设有贯通槽。3.根据权利要求1或2所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述扭力横梁的侧面上沿长度方向分布有多个减重孔。4.根据权利要求3所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述扭力横梁的顶面上设有凸起的加强筋，加强筋呈对称状设置。5.根据权利要求4所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述左合金臂和右合金臂的结构相同，由铝合金制成；所述左合金臂包括主臂体，主臂体一端上设有铰接件安装孔，主主臂体的中部向外延伸有连接臂，主臂体的另一端上设有轮毂安装部、减震器安装部和压簧安装部。6.根据权利要求5所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述左合金臂中，主臂体的侧面上分布有减重槽。7.根据权利要求5或6所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述左合金臂中，连接臂底面上设有槽腔。8.根据权利要求7所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述左合金臂中，连接臂与扭力横梁的端部叠合后采用紧固螺栓固定为一体。9.根据权利要求5或6或8所述一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，其特征在于：所述左合金臂中，压簧安装部上设有压簧限位凸台。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于电动轿车的新型扭力梁悬架总成，包括扭力横梁、左合金臂和右合金臂，扭力横梁是由碳纤维制成的变截面横梁，扭力横梁的两端部分别与左合金臂和右合金臂叠合后采用紧固件固定为一体；所述左合金臂和右合金臂均用于将铰接件、轮毂轴承、减震器和压簧集成为一体；本结构设计合理，重量轻，强度高，装配简便，省去了大量的冲压焊接工序，提升了产品质量。提升了产品质量。提升了产品质量。


技术研发人员：徐涛 张波 杨进斌 田立胜 徐磊 韩瑞远 贺泽东 雷伟 汪科
受保护的技术使用者：东实车身部件（湖北）有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/7/6